Методы контроля токсичности автомобиля

Методы и режимы проверки дымности автомобилей с дизельным двигателем. Средства контроля

Методы и режимы проверки токсичности автомобилей с бензиновым двигателем. Средства контроля

Токсичность отработавших газов двигателей проверяют на холостом ходу. Для бензиновых двигателей при этом используют газоанализаторы. Для проведения замеров используют оптический инфракрасный газоанализатор. Он работает по принципу поглощения отработавшими газами инфракрасного излучения. Данный метод обеспечивает достаточную точность измерения при сравнительно невысокой стоимости газоанализатора, что немаловажно в условиях серийного производства приборов. Суть метода в следующем: молекулы каждого газа представляют собой колебательную систему, способную поглощать инфракрасное излучение в строго определенном диапазоне волн (для каждого газа индивидуально). Для измерения степени поглощения газом излучения служит специальный детектор (приемник). В современных приборах имеются, как правило, три спектральных канала, два из которых фиксируют концентрацию СО и СН, а третий является сравнительным (учитывает изменения в системе). Сравнивается поглощаемый газ с эталонным, т.о. определяется концентрация компонентов в тестируемом газе. Анализ отработавших (азов в соответствии с ГОСТом проводят на двух частотах вращения Коленчатого вала двигателя: минимальной n min и на повышенной, равной 0,6 n min (где n min — номинальная частота вращения коленчатого вала двигателя). В первом случае содержание СО не должно превышать 3,5% по объему, во втором — 2%. А СН – 1200 и 600 соотвтетственно (ррm). Отбор газов осуществляется при прогретом двигателе и полностью открытой воздушной заслонке. Перед заменами двигатель должен проработать не менее 1 мин. в режиме ‘проверки. Состав отработавших газов характеризует процесс сгорания протекающий в цилиндрах двигателя, и качество рабочей смеси.

Дымомер предназначен для инспекционного контроля дымности отработавших газов дизельных двигателей легковых и грузовых автомобилей, автобусов с целью оценки качества работы их систем выпуска, питания топливом и смазки.

Дымность отработавших газов оценивают по светопроникновению (оптической плотности) отработавших газов и определяют по шкале прибора. Основой прибора является прозрачная стеклянная трубка, Которую пересекает световой поток. Степень поглощения света зависит от задымленности газов, проходящих по трубке.

Дымность ОГ может измеряться 2 различными еденицами

1.Коэфф. ослабления светового потока N в %

Доля ослабления свет-го потока проходящего через слой ОГ равный 43 см. Прибор для измерения дымности- дымомер

ОГ

43см

1-Ист. света

2- Светоприемник (фотоэлемент)

2.Натуральный показатель ослабления свет. потока. К , м^-1

Дымомер сначала измеряет величину N, а затем выполн. математическое действие:

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ ОТРАБОТАВШИХ ГАЗОВ АВТОМОБИЛЕЙ

К приборам контроля ОГ автомобилей предъявляют, кроме возможности измерения микроконцентраций загрязняющих ингредиентов, требующих от методов контроля высокой селективности и низкого предела обнаружения, еще и специальные требования, связанные с особенностью их эксплуатации. Так как контроль ОГ проводится непосредственно у источников их выделения, то приборы контроля должны быть портативными, иметь автономное питание или возможность подключения к автомобильному аккумулятору, работать при низких температурах окружающей среды. Пробоотборные зонды должны обеспечивать неизменность состава отобранной пробы. Крайне желателен микропроцессор, позволяющий обрабатывать и запоминать аналитическую информацию с последующей выдачей на самостоятельную цифропечать или подключением к персональной ЭВМ.

Другое направление аналитического приборостроения, ориентированного на контроль ОГ автомобилей, связано с разработкой и выпуском приборов, используемых на производственных участках предприятий автомобилестроения, для контроля экологичности двигателя и других систем автомобиля, а также на станциях техобслуживания автомобилей для регулировки этих систем.

Основные физико-химические методы, принципы которых заложены в приборах и установках контроля ОГ автомобилей, приведены в табл. 1.

Спектральные методы. Спектральный недисперсионный (абсорбционный) метод основан на том, что вещества, молекулы которых состоят из атомов различных видов, могут определяться по измерению спектров поглощения в ультрафиолетовой (УФ), видимой и инфракрасной (ИК) областях. В современных анализаторах для выделения нужной спектральной области используют обычно недисперсионные методы, т. е. без разложения излучения в спектр. Чаще всего применяют газовые фильтры в оптико-акустических недисперсионных абсорбционных инфракрасных анализаторах (НДИК), абсорбционные или интерференционные светофильтры в фильтровых фотометрах. Недисперсионный ИК-метод позволяет определять концентрации оксида углерода, углеводородов, оксидов азота, сернистого ангидрида и т. д.

Фотоколориметрические методы анализа — одна из разновидностей абсорбционного оптического анализа, т. е. анализа по поглощению излучения определяемого вещества. Принцип действия фотоколориметрических газоанализаторов основан на измерении интенсивности окраски цветного соединения, образующегося при взаимодействии определяемого компонента газовой смеси со вспомогательным реактивом в зависимости от среды, где происходит эта реакция, фотоколориметры делятся на жидкостные и ленточные. Существенными недостатками ленточных фотоколориметров являются большая погрешность, вызванная неравномерностью пропитки ленты и ее старением, а также сильная зависимость показаний от температуры. Поэтому ленточные фотоколориметры применяют в основном, как индикаторы и сигнализаторы наличия в воздухе токсичных веществ.

В жидкостных фотоколориметрах анализируемый воздух барботируют через раствор вспомогательного реагента. В результате воздействия этого реагента с исследуемыми за- грязнителями в растворе образуется окрашенное соединение. Интенсивность окрашивания пропорциональна концентрации определяемого компонента в воздухе и измеряется фильтровым фотометром.

В спектрофотометрических (дисперсионных) методах кроме недисперсионных оптических газоанализаторов состава атмосферы и вредных промышленных выбросов применяются сканирующие дисперсионные оптические спектрофотометры. Принцип их действия основан на сравнении поглощения двух монохроматических пучков. Один из этих пучков проходит через исследуемый образец, другой — через эталон. В качестве диспергирующего элемента, разлагающего излучение в спектр, могут быть использованы призмы, решетки и интерферометры.

Измерение загрязняющих газов спектрофотометрическими дисперсионными анализаторами производится по их спектрам поглощения в УФ, видимой и ИК областях. Достоинством дисперсионных анализаторов является возможность измерения нескольких компонентов одновременно на различных длинах волн.

Электрохимические методы подразделяются на кондуктометрические, кулонометрические и с электрохимическими преобразователями.

Кондуктометрические приборы работают по принципу поглощения анализируемого компонента газовой смеси соответствующим раствором и измерения электропроводности раствора. В зависимости от состава вспомогательного раствора и геометрии ячейки кондуктометрические газоанализаторы могут измерять такие газы, как оксиды серы, аммиак и т. д.

Для определения оксидов азота и других газов применяются кулонометрические газоанализаторы, в которых ток электродной реакции окисления (восстановления) определяемого компонента несет информацию о его концентрации. Метан очень чувствителен, но не селективен, что требует предварительной обработки газовой смеси и периодичной замены реактивов.

Чувствительный элемент газоанализатора с электрохимическим преобразователем представляет собой сложную систему с желеобразным электролитом, заполняющим пространство между чувствительным и счетным электродами. Верхний слой электролита отделен от прокачиваемого через прибор воздуха тонкой полупроницаемой мембраной прибора. Избирательность прибора обеспечивается материалом мембраны и электродов, составом электролита и величиной потенциалов на электродах

Хемилюминесцентный метод. Хемилюминесцентные приборы газового анализа применяются, в основном, для анализа оксидов азота и озона. В основу метода положено свойство оксида азота при взаимодействии с атомарным кислородом или озоном выделять квант света.

В результате взаимодействия анализируемой газовой смеси происходит реакция окисления с выделением света, который регистрируется высокочувствительным фотоумножителем. Величина сигнала, снимаемого с фотоумножителя, пропорциональна концентрации двуок- сида азота, ее предварительно преобразуют в оксид азота, а затем измеряют по описанной схеме.

Пламенно-ионизационный метод эффективен в газоанализаторах для определения со держания углеводородов. Метод заключается в измерении ионизационного тока между электродами, возникающего при введении в водородное пламя измеряемого компонента. Величина тока пропорциональна концентрации газа. Метод чувствителен, однако большая часть приборов позволяет определять только сумму углеводородов, тогда как очень часто важно знать содержание углеводородов за вычетом биологически неактивного метана. Для устранения влияния метана на показания прибора применяют двухканальные схемы с катализатором или хроматографическими колонками.

Пламенно-фотометрический метод используется при определении соединений серы и водорода. В водородном пламени различные сернистые соединения восстанавливаются до атомарной серы, а затем происходит образование молекул серы, часть из которых возбуждена. Излучение люминесценции лежит в области 350 — 450 нм. Так как в рекомбинации участвуют два атома серы, интенсивность пропорциональна квадрату концентрации атомов серы в анализируемом газе. Чувствительность метода порядка миллионных долей. Анализаторы весьма избирательны по отношению к серосодержащим веществам, но реагируют одинаково на новые соединения серы, т.е. измеряют полное содержание серы в пробе. Определение SO2 в окружающем воздухе пламенно-фотометрическим методом возможно потому, что концентрации других сернистых соединений на порядок или два меньше, чем SO2 и мешающее их влияние невелико.

Флуоресцентный метод успешно используется для анализа двуоксида серы. Принцип действия флуоресцентных приборов основан на измерении интенсивности излучения SO2, возбужденного УФ излучением. Линейность флуоресцентных приборов сохраняется от миллионных долей до их нескольких тысяч, обеспечивая широкий диапазон измерений. Кроме SO2, этим методом можно определять NO2 и СО.

Хроматографический метод. При хроматографическом разделении через хроматографическую колонку протекает газ-носитель, который вносит в нее анализируемую пробу. Разделение происходит благодаря адсорбции отдельных компонентов на активных центрах адсорбента или их растворения в закрепленной жидкой фазе (в случае газожидкостной хроматографии). Если на вход колонки подать смесь компонентов с различными физическими свойствами, то на выходе из нее смесь разделяется на отдельные зоны компонентов и можно зафиксировать эти зоны при помощи детектора пламенно-ионизационного, пламенно-фотометрического, электронного захвата детектора по теплопроводности и т. д.

ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СОСТАВА ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ ДВИГАТЕЛЕЙ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

⇐ Предыдущая12345

Нормирование выхлопных газов карбюраторных двигателей внутреннего сгорания (ДВС) производится по концентрации окси­да углерода (II) и углеводородов на фиксированных режимах рабо­ты двигателя (табл. 7.5). Качество работы технического состояния

дизельных двигателей оценивается по дымности отработавших га- «ов (табл. 7.6) и удельным выбросам оксидов азота, оксида углеро­да (II) и углеводородов (табл.7.7)

Таблица 7.5

Содержание оксида углерода (II) и углеводородов в отработавших газах автомобилей с карбюраторным двигателем (извлечения из ГОСТ Р 52033-2003)

Автомобили с бензиновым двигателем Минимальная частота вращения коленчатого вала, мин’1 Оксид углерода (II), % (об.) Углеводоро­ды, млн’1 (ppm)
Автомобили, не оснащенные системами нейтрализации отработавших газов 3,5
Автомобили категорий М1 и N1, оборудованные двухкомпонент­ной системой нейтрализации отработавших газов 2500 350 0 1,0

Таблица 7.6

Нормы дымности отработавших газов дизельных двигателей (извлечение из ГОСТ 17.2.2.02-98)

Условный расход воздуха, дм3/с Дымность, м’ при возд (%), не более, ^хообмене
неограниченном ограниченном
42 и менее 2,260 (62,2) 1,760 (53,1)
2,080(59,1) 1,560(49,3)
1,900(55,6) 1,400(45,2)
1,775(53,4) 1,275(42,2)
во 1,665 (51,1) 1.165(39,4)
1,575(49,2) 1,075(37,0)
1,495(47,4) 0,995 (34.8)
1,425(45,8) 0,925 (32,8)
1.370(44,5) 0.870(31,2)
1,320(43,3) 0,820 (29,7)
1,270(42.1) 0,770 (28,2)
1.225(40,9) 0,725 (26,8)

Таблица 7.7

Значения удельных выбросов отработавших газов дизельных двигателей (извлечения из ГОСТ 17.2.2.05-97)

Наименование вредных веществ Удельные выбросы, г / (кВт ч), при воздухообмене
неограниченном ограниченном
Оксиды азота 18,0 9,0
Оксид углерода (II) 10,0 4,0
Углеводороды 3,0 1,5

Примечания: 1. Нормы выбросов оксидов азота установлены по сумме оксидов азота, приведенных к оксиду азота (IV). 2. Нормы выбросов угле-1 водородов установлены по сумме углеводородов, приведенных к условно­му составу С1Н185.

Газоанализатор ГАМ-1 АПИ2.840.024 (далее газоанализатор) пе­реносной предназначен для автоматического определения содержа­ния СО в отработавших газах карбюраторных автомобильных дви­гателей (рис. 7.8).

Газоанализатор может быть использован на станциях техничес­кого обслуживания, в автохозяйствах, гаражах органами ГИБДД МВД России при контроле за техническим состоянием карбюра­торных двигателей.

Принцип работы прибора основан на явлении поглощения ин­фракрасной (ИК) энергии излучения анализируемым компонен­том. Степень поглощения ИК-излучения зависит от концентрации анализируемого компонента в газовой смеси.

Газоанализатор предназначен для работы в следующих услови­ях эксплуатации:

расход анализируемой смеси, обеспечиваемый побудителем не менее 0,037 л/с;

температура анализируемой смеси до +200 °С;

измеряемый компонент — оксид углерода (II) 0—15 % (об.).

Диапазон измерения концентрации СО от 0 до 5 % (об.) и от

0 до 10 % (об.). Основная приведенная погрешность не превыша­ет ± 5 % от верхнего предела измерения.

Питание газоанализатора:

для исполнения АП И2.840.024 — от сети автомобиля с посто­янным напряжением 12 В ± 10 %;

для исполнения АПИ2.840.024-01 — от сети переменного тока напряжением 220 В ± 10+15 % через стабилизированный источник питания.

Время прогрева газоанализатора 30 мин. Превышение статичес­кого давления анализируемой газовой смеси над атмосферным (в точке отбора пробы) 505± 141,4 Па.

Оценка результата производится визуально по шкале стрелочно­го прибора.

На рис. 7.8 представлена схема газоанализатора ГАИ-1.

Газоанализатор состоит из источника излучения 1, устройства 2, с помощью которого периодически изменяется поток излучения, фильтровой камеры 3, рабочей камеры 4, сравнительной камеры 5,

устройства для балансировки оптического потока б, приемника излучения 7(мерной камеры), электронного блока 8и показываю­щего прибора 9.

Поток ИК-излучения проходит через фильтровую камеру и по­падает в рабочую и сравнительную камеры. ИК-излучение прохо­дит рабочую и сравнительную камеры и попадает в приемник из­лучения. Все камеры разделены друг от друга стеклами, прозрачны­ми для ИК-излучения.

Приемник излучения 7 представляет собой герметичный объем, заполненный компонентом, содержание которого требуется опре­делить. Приемник излучения разделен внутри негерметичной пе­регородкой на две половины, каждая из которых расположена под рабочей и сравнительной камерой соответственно. В каждой из половин приемной камеры расположены термочувствительные элементы, служащие для измерения температуры газа.

Изменяющийся, модулированный поток излучения попадает в приемную камеру, поглощается анализируемым компонентом. При этом происходит изменение температуры в приемной камере в обе­их половинах.

Если через рабочую камеру пропускать газ, не поглощающий ИК-излучение, и при этом сравнительная камера также заполнена газом, не поглощающим ИК-излучение, то в обеих частях прием­ной камеры создаются одинаковые мощности ИК-излучения; тем­пература в обеих половинах приемной камеры изменяется одина­ково и сигнал на выходе электронного блока равен нулю.

Если в рабочую камеру подавать анализируемую смесь, в ко­торой содержится определяемый компонент, то в приемную ка­меру поступает ослабленный поток ИК-излучения. В результа­те амплитуда колебаний температуры в половине приемной ка­меры, расположенной против рабочей камеры, уменьшается пропорционально концентрации определяемого компонента и соответственно изменяется показание показывающего прибора газоанализатора.

Дьшомер переносной «СМОГ-1» — (далее дымомер) предназначен для инспекционного контроля дымности отработавших газов ди-зельных двигателей автомобилей с целью оценки качества работы их систем выпуска, питания топливом и смазки.

Измерения могут проводиться в режимах свободного ускорения и максимальной частоты вращения коленчатого вала двигателя.

Условия эксплуатации дымомера:

температура окружающего воздуха от -10 до +45 °С;

атмосферное давление от 70 до 106,7 кПа;

относительная влажность от 30 до 98 %.

Диапазон измерений дымомера:

по шкале показателя ослабления светового потока К — от 0 до 10 м-1;

по шкале затемнения — от 0 до 100 %.

Показания дымомера по шкале ослабления приведены к 100 °С.

Индикация показаний дымомера — цифровая, трехразрядная. Единица младшего разряда для шкалы показателя ослабления — 0,02 м_|, для шкалы затемнения — 0,1 %.

Предел допускаемой основной приведенной погрешности Y9 на шкале затемнения равен ±2%.

Время непрерывной работы дымомера 8 ч.

Дымомер обеспечивает цифровую индикацию температуры от­работавших газов в диапазоне от 0 до 200 «С.

Время готовности дымомера к работе после включения не более 10 мин.

В состав дымомера входят камера измерительная и блок обра­ботки информации. При питании дымомера переменным однофаз­ным током используется блок питания.

Принцип действия дымомера основан на явлении изменения поглощения (ослабления) части светового потока, прошедшего че­рез вещество, при просвечивании его источником излучения.

Работа дымомера поясняется при помощи функциональной схе­мы, приведенной на рис. 7.9, и осуществляется следующим образом.

Дым из выхлопной трубы автомобиля поступает в оптический канал измерительной камеры, оборудованный источником излуче­ния (лампа 1) и приемником (фотоэлемент 4). Поток света от лам­пы проходит через столб дыма и падает на фотоэлемент, который

воспринимает непоглощенную часть света. Для защиты лампы и фотоэлемента от загрязнения установлены защитные стекла 2. При проверке работоспособного состояния дымомера вместо защитного стекла со стороны фотоэлемента устанавливается контрольный све­тофильтр 3. Датчик температуры (термопреобразователь сопротив­ления 5) предназначен для измерения температуры дыма в измери­тельной камере с целью введения температурной поправки.

Сигнал с фотоэлемента поступает в блок обработки информа­ции на масштабирующий усилитель 1 (микросхема D3), сигнал с датчика температуры — на масштабирующий усилитель 2 (микро­схема D15). Сигналы на выходе масштабирующих усилителей соот­ветствуют величине затемнения и температуре дыма в измеритель­ной камере. Далее сигналы поступают на вход преобразователя К, выполненного на микросхемах D6, D9 … Dll, D13, D16, D17 и транзисторах U4 … U9. Сигнал на выходе преобразователя К соот­ветствует величине показателя ослабления.

Конструктивно дымомер выполнен в виде отдельных блоков. Внешний вид дымомера представлен на рис. 7.10.

Камера измерительная состоит из металлических корпуса и тру­бы. По обе стороны корпуса на оптической оси расположены ис­точники света, лампы накаливания, фотоэлемент и отсеки для

установки рамок с защитными стеклами. При работе камера изме» ригельная прикрепляется к выхлопной трубе автомобиля при по» мощи зажима и винта, установленных на трубе камеры.

Камера измерительная соединяется с блоком обработки инфор­мации при помощи жгута ИБЯЛ.685621.053, имеющегося в комп­лекте ЗИП, длиной 7 м.

На лицевой стороне блока питания расположен переключатель «СЕТЬ» для включения блока.

На лицевой стороне блока обработки информации расположе­ны: цифровое табло для индикации величин затемнения в процен­тах, показателя ослабления в единицах натурального показателя ослабления по правилам 24ЕЭК ООН, температуры дыма в °С; по­тенциометры «0» для установки нулевых показаний и «V» для регу­лировки коэффициента усиления. Значение затемнения N, приве­денное к фотометрической базе 0,43 м, определяется по таблице на корпусе блока.

На боковой стороне блока обработки информации расположе­ны переключатели: «К/И* — для вывода на цифровое табло вели­чин показателя ослабления К (переключатель отжат) либо затемне­ния И (переключатель нажат); «ПИК» — для измерения и вывода на цифровое табло максимальных значений величин показателя ослабления и затемнения; «СБРОС» — для сбросов пиковых значе­ний показаний перед проведением следующего измерения; «Г, °С» — для вывода на цифровое табло значения температуры в измеритель­ной камере; «ВКЛ» — для включения блока.

⇐ Предыдущая12345

Дата добавления: 2015-03-11; просмотров: 907. Нарушение авторских прав

Рекомендуемые страницы:

Контроль содержания вредных веществ в выхлопных газах автомобиля

В Европе существуют ограничения, запрещающие эксплуатацию автомобиля с завышенным уровнем вредных веществ в выхлопных газах.

Проверяют наличие вредных веществ в выхлопе с помощью специальных компьютеров.

Тестировался автомобиль марки Lancia Dedra 1992 года выпуска.

Компьютер показал, что уровень CH в выхлопах автомобиля выше нормы!

Процесс заливки RESURS в двигатель автомобиля.

Через 15 минут уровень СН достиг нормы!

В большинстве цивилизованных стран, содержание вредных веществ в выхлопных газах автомобилей регулярно контролируются специальными инспекциями. В каждой стране существуют определенные ограничения количества вредных веществ в выхлопных газах. Объемы этих выхлопов растут с возрастом автомобиля.

В Евросоюзе разрешенный уровень вредных веществ в выхлопе зависит от возраста автомобиля. Если год выпуска автомобиля раньше чем 1978, то нет каких – либо фиксированных ограничений, существует лишь одно требование, чтобы не было видимого дыма выходящего из выхлопной трубы. Если машина 1979 – 1986 года выпуска, то максимальный лимит выделяемых ею вредных веществ, измеряемых на холостом ходу таков: CO – меньше, чем 4,5 %, СH – 100 ppm. Кислород должен быть меньше чем 5 %. Последний показатель обычно используется для подтверждения того, что ничего незаконного для снижения уровня CO с системами автомобиля сделано не было. С 1986 по 1990 в большинстве стран требования стали более высокими: CO – 3,5 %, CH – 600 ppm. С 1991 были установлены новые правила относительно автомобилей оборудованных каталитическим дожигателем выхлопных газов. Сейчас уровень вредных выхлопов автомобиля измеряют двумя способами: на холостом ходу и на 2500 оборотах двигателя в минуту. С помощью каталитического дожигателя выхлопных газов уровень вредных выхлопов намного сократился, по этой причине Компьютер показал, что уровень CH в выхлопах автомобиля выше нормы! Процесс заливки RESURS в двигатель автомобиля. Через 15 минут уровень СН достиг нормы! показатели ограничений вредных выхлопов тоже уменьшились. На холостом ходу уровень CO должен быть не более 0,5 %, а CH не более 100 ppm. В это же время так называемый коэффициент избытка воздуха альфа высчитывается математически и должен быть между 0,91 – 1, 03. Также уровень кислорода должен быть меньше чем 0,5% и контрольный уровень CO2 должен быть меньше 16.

Владельцы новых машин не имеют проблем с получением разрешения на использование их транспорта. Хотя, например, в Финляндии средний возраст легкового автомобиля составляет 10,5 лет. Но когда автомобиль имеет значительный пробег и возраст, при прохождении теста на вредность выхлопа он может быть отправлен на ремонт. Что делать в этой ситуации? Неужели необходимо ремонтировать целый двигатель?

Очень часто эти проблемы встречаются у старых автомобилей, когда двигатель уже имеет значительный пробег и потерял свою былую мощь. Зачастую владельцы не замечают, что их автомобиль уже утратил мощность. Качество свечей, воздушного фильтра и даже масла ухудшается.

Отчего увеличивается вредность выхлопа автомобиля, и что значат аббревиатуры CO, CH, CO2, O2, NOx? CO – это угарный газ. Остаток неполного процесса горения. Если его содержание велико, двигатель расходует слишком много топлива и масла из картера. В машинах постарше, механики или даже владельцы автомобилей, регулируют выхлоп угарного газа самодельной смесью, но в современных машинах этот процесс регулируется электронными датчиками. Однако, невозможно контролировать количество масляных паров, проникающих из закрытого пространства картера, если газы, образующиеся при сгорании топлива, из камеры сгорания просачиваются сквозь поршневые кольца, и становятся причиной заметного возрастания давления в картере. Тогда слишком много масляных паров всасываются коллектором и таким путем влияют на уровень угарного газа выходящего из выхлопной трубы. СН — значит углеводород. Измеряется его количество в условной единице ppm (кол-во 2 Именно этот RESURS был залит в Lancia Dedra. Его розничная цена 110 руб. Продукт выпускается компанией ВМПАВТО с 2002 года. частиц на миллион). Так что даже незначительное увеличение эффективности сгорания может иметь большое влияние на его уровень. Обычно, чрезвычайно высокий уровень углеводорода является проблемой не только хозяев машин, но и механиков.

Существуют несколько факторов влияющих на количество углеводорода в выхлопных газах. Герметичность клапанов, их чистота и регулировка момента зажигания, все они одинаково важны. Не только регулировка момента зажигания, но также и текущая сила сгорания, все, что влияет на сгорание имеет большое значение в ограничении количества углеводорода в выхлопных газах.

Что же делать когда все возможные способы сократить количество вредных веществ в выхлопных газах уже испытаны, а уровень особенно углеводорода все так же высок? Сгорание должно быть улучшено! Самый оптимальный способ улучшить его — это отремонтировать двигатель. Сделать его снова, как новым.

Наиболее экономичный вариант сделать капитальный ремонт двигателя — это использовать высокотехнологичный продукт RESURS. Залейте 50-100 г продукта в масляную горловину двигателя. Дайте поработать на холостых оборотах несколько минут. После необходимо проехать 20-50 км. После этого миллионы бронзовых частиц RESURS активируются внутри двигателя, покрывая изношенные части деталей, заживляя царапины и трещины на цилиндре и поршне. Результат – возросшая компрессия, безукоризненное сгорание и печать, подтверждающая прохождение теста!

При регулярном использовании RESURS, старый двигатель будет в хорошей форме с минимальным уровнем вредного выхлопа. Слишком хорошо, чтобы это было правдой? Автомеханики, которые специализируются по ремонту систем впрыска и зажигания, используют RESURS для достижения наилучших результатов. Именно таким образом можно гарантировать безукоризненную работу старого двигателя на долгий период. Для примера рассмотрим автомобиль Lancia 3 Dedra 1,6i 1992 года выпуска с инжектором и каталитическим дожигателем выхлопов. Двигатель в хорошем состоянии и способен работать на полную мощность. Проблема была только в том, что уровень СH был около 100 ppm.

Эксперт по топливным инжекторам Kari Hätälä, в самом большом сервисном Центре Bosch в Хельсинки, взял 50 граммовую бутылочку RESURS, встряхнул ее и залил в двигатель, после он оставил двигатель работать на холостых оборотах и пошел выпить чашечку кофе с владельцем автомобиля. Когда Kari Hätälä вернулся, он мог с гордостью показать владельцу машины новый более низкий уровень выхлопа. CH стал 80 ppm, следовательно имело место улучшение в 20 %, и все это через 15 минут всего за 9 Евро и 10 центов.

Это значит, что именно на столько каждый из нас может уменьшить парниковый эффект, используя RESURS, плюс ко всему сэкономив и свои деньги, так как при добавлении RESURS двигатель автомобиля потребляет меньше топлива и масла.

Этот «трюк» не только для профессионалов. Каждый может сделать его с помощью RESURS, сохранив нашу планету и свои деньги. Даже ВЫ!

>4.7. Контроль токсичности отработавших газов

4.7.1. Характеристика состава горючей смеси

Состав выхлопных газов машин с карбюраторным двигателем обуславливается качеством поступающей в цилиндры двигателя топливо — воздушной смеси, которая характеризуется коэффициентом избытка воздуха. Коэффициент избытка воздуха  представляет собой отношение воздуха, участвующего в сгорании топлива, к теоретически необходимому его количеству.

Если в горючей смеси на 1 кг топлива приходится 15 кг воздуха, то смесь называют нормальной. В этом случае =1, смесь сгорает полностью с образованием двух компонентов: углекислого газа СО2 и водяного пара Н2О.

Если в горючей смеси на 1 кг. топлива приходится свыше 15 кг, но не более 17 кг воздуха, то ее называют обедненной (=1,05…1,15), при содержании же воздуха свыше 17 кг — бедной (=1,2…1,25).

Горючую смесь, содержащую меньше 15 кг, но не менее 12 кг воздуха на 1 кг топлива, называют обогащенной (=0,8…0,95), а при содержании воздуха менее 12 кг — богатой (=0,4…0,7)

Оптимальное значение  находится в интервале 0,9 -1,1 наиболее экономичная работа двигателя достигается на обедненной смеси. При 0,9 или 1,1 образуются продукты неполного сгорания топлива: окись углерода СО и углеводороды СН.

ГОСТ 17.2.2.03 обязывает проводить проверку концентрации СО и СН в отработавших газах на двух режимах холостого хода: при минимальной и максимальной частоте вращения коленчатого вала. На практике регулируют подачу топлива в двигатель в этих пределах в зависимости от частоты вращения коленчатого вала и режимов нагрузки двигателя.

4.7.3. Устройство и работа газоанализатора

В основу принципа действия газоанализатора положен оптико-абсорбционный метод, основанный на измерении поглощения инфракрасной (ИК) энергии излучения анализируемым компонентом. Степень поглощения ИК-энергии излучения зависит от концентрации анализируемого компонента в газовой смеси. Каждому газу присуща своя область длин волн поглощения. Это обуславливает возможность избирательного анализа газов.

Сущность метода заключается в следующем: если поочередно пропускать поток монохроматического ИК — излучения, полученный за счет прохождения им интерференционного фильтра, через кювету с анализируемой газовой смесью и без нее, то на приемнике излучения будет регистрироваться переменный сигнал, который несет информацию о количестве ИК-энергии, поглощенной анализируемым компонентом и, следовательно, о концентрации анализируемого компонента.

Для одновременного анализа двух компонентов (СО и СН) оптическая схема содержит два интерференционных фильтра.

На рис. 12.4 представлена блок — схема газоанализатора. Он состоит из двух излучателей 16, создающих два несущих информацию о концентрации потока энергии (потоки энергии попадают в кюветы 12 и 13, имеющие измерительный и сравнительный каналы); обтюратора 8, вращающегося от электродвигателя 11; интерференционных фильтров 9 и 10 определенной длины волны; фоконов 7 с приемниками ИК излучения 6, предварительного усилителя 5; блока вторичной обработки информации 4, сигнал с которого поступает на блок коррекции 3 и далее на плату индикации и управления 2; блока питания 14; датчиков положения обтюратора 15; датчика тахометра, сигнал с которого поступает на плату измерения тахометра 3.

В одном из положений обтюраторов поток ИК излучения от излучателей 16, пройдя измерительные каналы кювет, интерференционные фильтры 9 и10, фоконы 7, попадает на приемники ИК -излучения 6, где преобразуется в электрические сигналы, поступающие на предварительные усилители 5, а затем в блок вторичной обработки информации 4.

В другом положении обтюратора поток ИК излучения от излучателей проделывает тот же путь, только проходит сравнительные каналы кювет 12,13. Положение обтюратора 8 регистрируется датчиком положения 15.

Электрические сигналы с выхода приемников ИК излучения, представляющих собой пироэлектрические приемники, усиливаются в предварительных усилителях и преобразуются блоком вторичной обработки информации в сигналы, поступающие на блок коррекции 3, и в заключение на плату индикации и управления.

Рис.12.4. Блок-схема газоанализатора 102 ФА-01М

1-датчик тахометра; 2-плата индикации и управления; 3-блок коррекции СО, СН и плата измерения тахометра; 4-блок ВОИ; 5-предварительный усилитель; 6-приемник ИК излучения (2шт); 7-фокон (2шт); 8-обтюратор; 9-интерференционный фильтр канала СО; 10-интерференционный фильтр канала СН; 11-электодвигатель;12-кювета канала СО; 13-кювета канала СН; 14-блок питания; 15-датчик положения обтюратора; 16-излучатель (2 шт.)

Для исключения влияния дестабилизирующих факторов, изменяющих чувствительность газоанализатора, применено устройство стабилизации этого сигнала путем воздействия на коэффициент усиления измерительного тракта.

Строй-Техника.ру

Строительные машины и оборудование, справочник

Контроль токсичности отработавших газов дизельного двигателя
Категория: Ремонт топливной аппаратуры автомобилей
Контроль токсичности отработавших газов дизельного двигателя

Несмотря на широкое внедрение в практику работы автотранспортных предприятий диагностических средств для карбюраторных автомобилей, диагностирование технического состояния дизельных автомобилей еще не получило широкого распространения. Это связано с тем, что автомобили с дизельными двигателями значительно превосходят по габаритным размерам, массе и мощности автомобили с карбюраторными двигателями, поэтому создание диагностических средств для них связано с большими затратами.

Второе обстоятельство, задерживающее внедрение диагностики для дизельных автомобилей, заключается в особенностях рабочего процесса дизельного двигателя. Как известно, дизельный дви’ гатель работает при больших коэффициентах избытка воздуха, вследствие чего содержание окиси углерода в отработавших газах незначительно и составляет десятые доли процента. Поэтому нет необходимости строгого контроля окиси углерода в отработавших газах. Однако установлено, что основным токсичным компонентом их является сажа.

Опасность для человека сажи заключается в том, что среди веществ, адсорбированных на поверхности ее частиц, имеется остро токсичное вещество бензапирен. Наличие большого количества сажи наряду с окисью углерода, окислами азота, несгоревшими углеводородами придает отработавшим газам токсичные свойства и характер дымления.

При работе дизельного двигателя в атмосферу выбрасывается в среднем около 20 кг сажи на 1 т сгоревшего топлива. В зависимости от режима работы двигателя на долю сажи приходится от 30 до 90% токсичного воздействия, которое обусловлено наличием в ней бензапирена.

В крупных городах концентрация бензапирена при изменении интенсивности движения составляет 0,7—6,9 г на 100 м3 воздуха, а один дизельный двигатель выбрасывает в атмосферу свыше 60 г/мин бензапирена, который не разлагается в течение 2 сут и оказывает отравляющее воздействие.

Из приведенных данных можно заключить, что борьба с дымлением дизельных двигателей и контроль величины дымления являются настоятельной необходимостью. Эта задача приобретает особую актуальность в связи с ростом в нашей стране парка автомобилей с дизельными двигателями.

Факторы, влияющие на дымление дизельных двигателей, можно разделить на две группы: связанные с системой питания и не связанные с ней. Из второй группы факторов сразу можно отметить техническое состояние цилиндро-поршневой группы, износ деталей которой ведет к уменьшению степени сжатия и коэффициента наполнения, а также к увеличению количества масла, проникающего в цилиндры двигателя. В этих условиях нормальное протекание сгорания нарушается, дымление двигателя возрастает.

Первая группа факторов целиком относится к системе питания и характеризует влияние угла опережения впрыска, давления начала впрыска форсункой и величины цикловой подачи на характер дымления.

Угол опережения впрыска влияет на начало подачи топлива в цилиндры двигателя и на состав смеси. Изменение угла опережения впрыска в сторону опережения или запаздывания от оптимального положения приводит к увеличению дымления двигателей (рис. 80). Как видно из кривой, изменение угла на 4—6° вызывает увеличение дымления на 25—30%. Такое изменение угла опережения впрыска наблюдается практически примерно у 50% двигателей автомобилей, находящихся в эксплуатации.

Начало впрыска форсункой, определяемое степенью затяжки ее пружины, влияет на распыливание топлива и на момент воспламенения. С уменьшением затяжки пружины форсунки, а следовательно, и изменением давления начала впрыска ухудшается качество распыливания и возрастает дымление двигателя примерно на 20%.

Величина цикловой подачи топлива изменяется водителем при управлении автомобилем. Чтобы получить большую мощность двигателя, водитель увеличивает подачу. При этом в цилиндрах сгорает большое количество топлива при несколько уменьшающемся поступлении воздуха. Длительность сгорания топлива возрастает и в отработавших газах увеличивается количество несгоревших углеводородов и сажи, в результате чего дымление двигателя повышается.

Зависимость изменения дымления двигателя от нагрузки показывает, что даже при нормальном техническом состоянии приборов системы питания дымление двигателя возрастает в 4—5 раз при увеличении нагрузки двигателя от 25 до 100%.

Для уменьшения процентного содержания сажи в отработавших газах дизельных двигателей применяют дизельное топливо более высокого качества. Так, ГОСТ 4749—73 и 503—73 на дизельное топливо предусматривают увеличение цетанового числа для всех марок автомобильных топлив до 45 единиц. Это способствует более быстрому воспламенению и улучшению сгорания, что ведет к снижению количества сажи в отработавших газах.

Рис. 80. Изменение дымления двигателя в зависимости:
1 — от угла опережения впрыска топлива при полной мощности, 2 — от давления начала впрыска топлива при полной мощности, 3 — от нагрузки

Другой путь снижения дымности отработавших газов — применение в топливах антидымных присадок на основе бария. Введение 1% таких присадок приводит к снижению количества сажи на 70—80%. Снижение дымности газов может быть достигнуто также дожиганием отработавших газов в нейтрализаторах.

Анализ отработавших газов дизельных двигателей показывает, что количество наиболее токсичных компонентов и сажи обратно пропорционально коэффициенту избытка воздуха (рис. 81). Однако использование коэффициента избытка воздуха в качестве диагностического показателя при оценке токсичности затруднено вследствие сложности его замера. Поэтому при практическом определении токсичности отработавших газов измеряют содержание сажи в абсолютных величинах (грамм в кубическом метре) или в относительных, например по светопоглощающей способности.

Между дымностью отработавших газов и содержанием в них сажи (рис. 82) существует прямая связь, которая позволяет использовать для измерения содержания сажи способ определения светопоглощающей способности. На этом способе основаны приборы, которые применяются для диагностирования системы питания дизельных двигателей.

Способ измерения содержания сажи, основанный на от-фильтровывании частиц сажи из отработавших газов, дает менее надежные результаты. Он позволяет лишь приблизительно оценить дымность газов сравнением цвета фильтра, на котором осели частицы сажи, с эталоном, имеющим шкалу черноты. Указанный способ используется в приборе ФМ-1 производства ВНР.

Из отечественных приборов для диагностирования системы питания дизельного двигателя применяются модели К-408 и УФМД-1П. Оба прибора работают на принципе измерения светопоглощающей способности объема газов, просвечиваемых электрической лампочкой. В приборе УФМД-1П используется дополнительно способ фильтрования, причем результаты измерения регистрируются фотоэлектрическим устройством.

Рис. 81. Зависимость концентрации сажи и окиси углерода в отработавших газах от коэффициента избытка воздуха

Рис. 82. Зависимость между дымностью и содержанием сажи в отработавших газах

Прибор К-408 состоит из газовой и электроизмерительной частей, которые смонтированы в металлическом корпусе на раме, снабженной четырьмя колесиками для передвижения. Электроизмерительная часть содержит стабилизатор напряжения, электрическую лампочку 12 В, 30 Вт, микроамперметр, потенциометр регулирования тока фотоэлемента.

Газовая часть прибора (рис. 83) представляет собой камеру, имеющую входное устройство с отстойником и вентилятор. Лампочка и фотоэлемент связаны жестко между собой общей

осью и могут поворачиваться ручкой в верхнее или нижнее положение. При повороте в верхнее положение они устанавливаются против отверстий измерительного цилиндра, а при нижнем — против отверстий эталонного цилиндра. Вентилятор подает воздух через эталонный цилиндр так, что его поток обтекает лампочку и фотоэлемент, предохраняя их от загрязнения отработавшими газами.

При проведении анализа лампочку и фотоэлемент устанавливают против измерительного цилиндра, в который через входное устройство подают отработавшие газы. Световой поток лампочки, проходя через измерительный цилиндр, заполненный газами, уменьшается, и фотоэлемент вырабатывает меньший ток, чем во время тарировки прибора, когда фотоэлемент и лампочку устанавливают против отверстий эталонного цилиндра.

Сравнение показаний прибора при тарировке и в момент замера поглощающей способности газов позволяет определить количество сажи в отработавших газах. Шкала прибора отградуирована в процентах дымности отработавших газов, причем за ноль принимается показание, когда световой поток проходит через эталонный цилиндр с чистым воздухом.

Прибор УФМД-1П (рис. 84) по принципу действия аналогичен прибору К-408. Он состоит из основной измерительной камеры, в которой установлена электрическая лампочка и фотоэлемент. Кроме основной камеры в приборе имеется дополнительная камера измерения количества сажи на фильтре. Она содержит лампочку и фотоэлемент оценки загрязненности фильтра, который устанавливается перед фотоэлементом на пути светового потока. Фотоэлементы основной и дополнительной камер соединены с измерительным прибором, регистрирующим процент дымности отработавших газов.

Рис. 83. Схема газовой части прибора К-408:
1 — вентилятор, 2 — эталонный цилиндр, 3 — лампочка, 4 —входное устройство с отстойником, 5 — измерительный цилиндр, 6 — фотоэлемент, 7 — ручка поворотной оси

Для определения дымности газов по способу фильтрования в насадку устанавливают фильтровальную бумагу и направляют на нее через кран поток отработавших газов от зонда.

Рис. 84. Схема универсального фотометрического дымомера УФМД-1П:
1 — зонды для отбора и отсоса отработавших газов, 2, 10 — электрические лампочки, 3 — пьезометр замера избыточного давления в насадке, 4 — насадка для отфильтровывания сажи, 5 — фотоэлемент измерительной камеры, 6 — измерительная камера, 7 — измерительный прибор, отградуированный, 8 — фотоэлемент оценки загрязненности фильтра, 9 — камера измерения количества сажи на фильтре, К1—К4 — краны, В1—В4 — электрические выключатели, Ф — фильтровальная бумага, Rl, R2 — потенциометры, Б — аккумуляторная батарея

Бумага зачерняется сажей, далее ее помещают в дополнительную камеру и фотометрированием определяют дымность отработавших газов.

Если проверку дымности ведут по способу измерения светопоглощающей способности, по поток отработавших газов направляют в основную измерительную камеру, а результаты регистрируют прибором, замеряя электрический ток от фотоэлемента.

Прибор УФМД-1П обеспечивает достаточно высокую точность измерений степени дымления дизельных двигателей. Он позволяет выполнить замеры как в стационарных, так и в полевых условиях.

Реклама:

Читать далее: Основные работы, выполняемые при техническом обслуживании системы питания дизельного двигателя
Категория: — Ремонт топливной аппаратуры автомобилей

Экологический контроль автотранспорта

На балансе практически любого юридического лица или индивидуального предпринимателя, независимо от осуществляемого ими вида экономической деятельности, имеется автотранспорт. При этом в соответствии с п. 1 ст. 17, п. 2 ст. 30 Федерального закона от 04.05.1999 № 96-ФЗ «Об охране атмосферного воздуха» (в ред. от 23.07.2013; далее — Федеральный закон № 96-ФЗ), ст. 45 Федерального закона от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» (в ред. от 28.12.2013) запрещается производство и эксплуатация транспортных и иных передвижных средств, содержание вредных (загрязняющих) веществ в выбросах которых превышает установленные технические нормативы выбросов. Но что является в данном случае выбросом вредных загрязняющих веществ, каковы их нормативные значения и, главное, кем и когда они должны контролироваться? Именно на эти вопросы и ряд других сопутствующих вопросов мы постараемся дать ответы в нашей статье.

Прежде всего, необходимо отметить, что нормативные требования к содержанию выбросов вредных (загрязняющих) веществ в отработавших газах от автотранспорта (далее — выбросы) содержатся в п. 4.1 Требований к выпускаемым в обращение единичным транспортным средствам (Приложение № 5 к техническому регламенту о безопасности колесных транспортных средств, утвержденному Постановлением Правительства РФ от 10.09.2009 № 720; в ред. от 22.12.2012, с изм. от 15.07.2013).

К СВЕДЕНИЮ

1 января 2015 г. должен вступить в силу новый технический регламент Таможенного союза «О безопасности колесных транспортных средств», утвержденный Решением Комиссии Таможенного союза от 09.12.2011 № 87 (в ред. от 30.01.2013).

В соответствии с упомянутым п. 4.1 транспортные средства должны соответствовать требованиям специального технического регламента «О требованиях к выбросам автомобильной техники, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ», утвержденного Постановлением Правительства РФ от 12.10.2005 № 609 (в ред. от 20.01.2012) (далее — Технический регламент).

Именно в п. 3 Технического регламента содержится определение понятия «выбросы»: выбросы — это выбросы вредных (загрязняющих) веществ, которыми являются отработанные газы двигателей внутреннего сгорания и испарения топлива автомобильной техники, содержащие вредные (загрязняющие) вещества (оксид углерода (СО), углеводороды СmНn, оксиды азота (NOx) и дисперсные частицы). В зависимости от уровня выбросов автомобильной технике и двигателю внутреннего сгорания присваивается соответствующий экологический класс — классификационный код. При этом согласно п. 14 Технического регламента введение в действие технических нормативов выбросов в отношении автомобильной техники, выпускаемой в обращении на территории Российской Федерации, и двигателей внутреннего сгорания осуществляется в следующие сроки:

  • экологического класса 2 — с 21.04.2006 (т.е. с даты вступления в силу Технического регламента);
  • экологического класса 3 — с 01.01.2008;
  • экологического класса 4 — с 01.01.2010;
  • экологического класса 5 — с 01.01.2014.

Кроме того, нормы и методы контроля выбросов содержатся в ряде национальных стандартов Российской Федерации. Рассмотрим подробнее некоторые из них.

1. ГОСТ Р 52033-2003 «Автомобили с бензиновыми двигателями. Выбросы загрязняющих веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния» (далее — ГОСТ Р 52033-2003).

ГОСТ распространяется на находящиеся в эксплуатации автотранспортные средства (далее — автомобили) с бензиновыми двигателями категорий М1, М2, М3, N1, N2, N3, оснащенные или не оснащенные системами нейтрализации отработавших газов (исключение составляют автомобили, чья полная масса составляет менее 400 кг или максимальная скорость не превышает 50 км/ч).

Стандарт устанавливает нормативные значения содержания в отработавших газах автомобилей оксида углерода и углеводородов, нормативное значение коэффициента избытка воздуха и методы контроля при оценке технического состояния систем автомобиля и двигателя.

Проверки автомобилей на соответствие требованиям данного стандарта могут проводиться в следующих случаях:

  • на предприятиях, изготавливающих двигатели и автомобили, при приемочных, периодических и контрольных испытаниях серийной продукции;
  • при сертификационных испытаниях;
  • при контроле технического состояния находящихся в эксплуатации автомобилей в установленном порядке специально уполномоченными органами;
  • на предприятиях, эксплуатирующих и обслуживающих автомобили, при техническом обслуживании, ремонте и регулировке агрегатов, узлов и систем, влияющих на изменение содержания нормируемых компонентов в отработавших газах;
  • на предприятиях, осуществляющих капитальный ремонт автомобилей.

Кроме того, в Изменении № 1 от 01.07.2012 к стандарту содержится рекомендуемая форма журнала записи результатов проверок автомобилей на содержание оксида углерода и углеводородов в отработавших газах и состав рабочей смеси двигателя (см. Пример).

2. ГОСТ Р 52160-2003 «Автотранспортные средства, оснащенные двигателями с воспламенением от сжатия. Дымность отработавших газов. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния».

ГОСТ устанавливает нормы и методы измерения видимых загрязняющих веществ отработавших газов (дымности) в режиме свободного ускорения для автомобилей категорий М1, М2, М3, N1, N2, N3, находящихся в эксплуатации, которые оснащены двигателями с воспламенением от сжатия.

3. ГОСТ Р 41.24-2003 «Единообразные предписания, касающиеся: I. Сертификации двигателей с воспламенением от сжатия в отношении дымности; II. Сертификации автотранспортных средств в отношении установки на них двигателей с воспламенением от сжатия, сертифицированных по типу конструкции; III. Сертификации автотранспортных средств с двигателями с воспламенением от сжатия в отношении дымности; IV. Измерения мощности двигателей» (далее — ГОСТ Р 41.24-2003).

Стандарт устанавливает следующие требования:

  • часть I — к выбросу видимых загрязняющих веществ двигателями с воспламенением от сжатия (далее — дизели), предназначенными для установки на автотранспортных средствах;
  • часть II — к установке на автотранспортных средствах дизелей, сертифицированных по типу конструкции в соответствии с ч. I данного стандарта;
  • часть III — к выбросу видимых загрязняющих веществ автотранспортными средствами, дизели которых не имеют отдельного сертификата по типу конструкции в соответствии с ч. I данного стандарта.

4. ГОСТ Р 54942-2012 «Газобаллонные автомобили с искровыми двигателями. Выбросы вредных (загрязняющих) веществ с отработавшими газами. Нормы и методы контроля при оценке технического состояния» (далее — ГОСТ Р 54942-2012).

ГОСТ распространяется на находящиеся в эксплуатации на территории Российской Федерации транспортные средства категорий M и N с искровыми двигателями:

  • монотопливные, работающие на сжиженном нефтяном газе (СНГ), компримированном природном газе (КПГ) или сжиженном природном газе (СПГ);
  • многотопливные, работающие на СНГ, КПГ или СПГ, а также допускающие работу на бензине.

Стандарт устанавливает нормативные значения содержания загрязняющих веществ в отработавших газах автомобилей (оксида углерода и углеводородов), коэффициента избытка воздуха, требования к техническому состоянию систем двигателя, а также методы контроля при оценке технического состояния.

Необходимо отметить, что начиная с 30.06.2003, т.е. с даты вступления в силу Федерального закона от 27.12.2002 № 184-ФЗ «О техническом регулировании», национальные стандарты носят рекомендательный характер и применяются на добровольной основе, а в соответствии с п. 4 ст. 17 Федерального закона № 96-ФЗ транспортные и иные передвижные средства, выбросы которых оказывают вредное воздействие на атмосферный воздух, подлежат регулярной проверке на соответствие таких выбросов техническим нормативам выбросов в порядке, определенном уполномоченным Правительством Российской Федерации федеральным органом исполнительной власти.

Для реализации данного пункта Правительством Российской Федерации было принято соответствующее Постановление от 06.02.2002 № 83 «О проведении регулярных проверок транспортных и иных передвижных средств на соответствие техническим нормативам выбросов вредных (загрязняющих) веществ в атмосферный воздух», которое действует и в настоящее время, правда, в редакции от 05.12.2011. В частности, согласно подп. «а» п. 2 данного Постановления проверки автотранспортных средств должны осуществляться во время их государственного технического осмотра.

Так, например, в соответствии с п. 32 Приложения № 1 к Правилам проведения технического осмотра транспортных средств, утвержденным Постановлением Правительства РФ от 05.12.2011 № 1008 (в ред. от 13.11.2013), при проведении технического осмотра к двигателю и его системе предъявляется требование о том, что содержание загрязняющих веществ в отработавших газах транспортных средств должно соответствовать следующим требованиям:

  • для транспортных средств с бензиновыми двигателями — ГОСТ Р 52033-2003;
  • для газобаллонных транспортных средств — ГОСТ Р 17.2.2.06-99 «Охрана природы. Атмосфера. Нормы и методы измерения содержания оксида углерода и углеводородов в отработавших газах газобаллонных автомобилей» (заменен на ГОСТ Р 54942-2012);
  • для транспортных средств с дизелями уровень дымности отработавших газов в режиме свободного ускорения не должен превышать значение коэффициента поглощения света, указанного в документах, удостоверяющих соответствие транспортного средства Правилам ЕЭК ООН № 24-03 (соответствуют ГОСТ Р 41.24-2003), или на знаке официального утверждения, нанесенном на двигатель или транспортное средство, или установленных изготовителем, а при отсутствии выше указанных сведений не должен превышать 2,5 м–1 — для двигателей без наддува, 3 м–1 — для двигателей с наддувом.

Итоги технического осмотра фиксируются в диагностической карте.

Таким образом, можно сделать вывод о том, что у природопользователя нет обязанности по осуществлению самостоятельного или с привлечением специализированной аккредитованной лаборатории экологического контроля за содержанием выбросов автотранспорта. На законодательном уровне его проведение предусмотрено во время осуществления технического осмотра транспортных средств. Данный вывод подтверждается рядом примеров из судебной практики (например, Решением Липецкого областного суда от 14.09.2011 по делу № 21-67-2011, Постановлением Одиннадцатого арбитражного апелляционного суда от 23.01.2008 № 11АП-7965/2007 и др.).

Однако стоит учитывать, что в случае обнаружения при осуществлении государственного экологического контроля в отношении природопользователя превышения указанных нормативов у выпущенного на линию автотранспорта на должностное лицо, ответственное за выпуск, могут быть наложены штрафные санкции в соответствии со ст. 8.22 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях:

Извлечение
из Кодекса Российской Федерации
об административных правонарушениях

Статья 8.22. Выпуск в эксплуатацию механических транспортных средств с превышением нормативов содержания загрязняющих веществ в выбросах либо нормативов уровня шума

Допуск к полету воздушного судна, выпуск в плавание морского судна, судна внутреннего водного плавания или маломерного судна либо выпуск в рейс автомобиля или другого механического транспортного средства, у которых содержание загрязняющих веществ в выбросах либо уровень шума, производимого ими при работе, превышает нормативы, установленные государственными стандартами Российской Федерации, влечет наложение административного штрафа на должностных лиц в размере от пятисот до одной тысячи рублей.

В случае если природопользователь, с учетом своих финансовых возможностей, все же решит включить в программу экологического контроля мероприятия по контролю за выбросами загрязняющих веществ автотранспортом, для выбора количества транспортных средств (далее — ТС), подвергаемых контролю, рекомендуем ему воспользоваться нормативами (раздельно по видам топлива), указанными в п. 2.7 приложения 1 к Инструктивно-методическим указаниям по взиманию платы за загрязнение окружающей природной среды, утвержденным Минприроды России от 26.01.1993 (в ред. от 15.02.2000, с изм. от 12.07.2011):

  • 100 % — для предприятий с числом ТС до 20 единиц;
  • 50 % — для предприятий с числом ТС до 50 единиц;
  • 30 % — для предприятий с числом ТС до 100 единиц;
  • 20 % — для предприятий с числом ТС до 500 единиц;
  • 10 % — для предприятий с числом ТС свыше 500 единиц.

>Охрана труда

Экологическая безопасность автотранспортных средств

Состав отработавших газов двигателей автомобилей дает представление о полноте сгорания топлива и коэффициенте избытка воздуха. По составу отработавших газов можно судить о техническом состоянии цилиндропоршневой группы двигателя, системы питания и зажигания. Состав отработавших газов — один из параметров, определяющих пригодность эксплуатации автомобилей; при повышенном содержании оксида углерода (СО) эксплуатация автомобилей запрещена Правилами дорожного движения. Отработавшие газы автомобилей состоят из многих химических компонентов: азота, двуоксида и оксида углерода, паров воды и других элементов. Самым ядовитым компонентом является оксид углерода, содержание которого доходит у неисправных карбюраторных двигателей до 10 %. Оксид углерода — результат неполного сгорания топлива и показатель технического состояния двигателя в целом, поэтому при диагностировании двигателей в первую очередь определяется содержание СО в отработавших газах.

Наибольший выброс оксида углерода происходит при работе двигателя на режимах холостого хода и при разгоне автомобиля. На режимах холостого хода на содержание оксида углерода существенное влияние оказывает регулировка смеси с помощью винта качества.

Способы уменьшения загрязнения окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов автомобилей

Уменьшение количества и изменение качественного состава вредных веществ, выбрасываемых в окружающую среду с отработавшими газами, достигается целым комплексом мероприятий. Среди них следует отметить ряд конструктивных разработок — специальные конструкции камер сгорания для работы на бедных смесях, в том числе с различными типами форкамер, рециркуляция отработавших газов, т. е. подача их части на вход в двигатель, системы регулирования фаз газораспределения, уменьшающие перекрытие клапанов на пониженных режимах, и т. д. Однако даже при использовании в конструкции двигателей всех самых передовых решений удовлетворить нормам токсичности, установленным, например, в США, Японии и странах Европы, не удается. Вследствие этого современные автомобили с бензиновыми двигателями снабжаются каталитическими нейтрализаторами.

Нейтрализатор состоит из носителя, заключенного в корпус. Носитель представляет собой керамический материал (сотовой конструкции или в виде шариков), покрытый тонким слоем катализатора из благородных металлов, например платины, палладия, родия. При температуре поверхности катализатора свыше 250—300 °С содержащиеся в отработавших газах окислы углерода СО эффективно окисляются, а их концентрация в выхлопных газах снижается во много раз. Окисление углеводородов СН происходит при более высокой температуре (400 °С). Окисление СО и СН происходит в присутствии свободного кислорода воздуха, небольшое количество которого образуется в результате сгорания:

2СО + 02 -> 2С02;
СmНn + (m + n/4)02 -> mС02 + (n/2)Н20.

Такие реакции могут происходить в широком диапазоне изменения состава смеси — необходимо только, чтобы отработавшие газы имели коэффициент а более 1,0, что достигается работой двигателя на обедненной смеси или подачей в систему выпуска дополнительного воздуха.

Подобные нейтрализаторы получили широкое распространение на автомобилях с начала 80-х годов, в том числе с карбюраторной системой подачи топлива. Однако последовательное ужесточение норм токсичности потребовало создания нейтрализаторов, снижающих не только концентрацию.

Именно ужесточением норм токсичности (а не требованиями экономичности или мощности) объясняется повсеместное внедрение на автомобилях сложных электронных систем топливоподачи. Сложность этих систем со временем, вероятно, будет увеличиваться вместе с дальнейшим ужесточением норм токсичности.

В отличие от бензиновых двигателей дизели имеют существенно более низкий уровень выбросов СО, NOx и СН. Наиболее низкий уровень выбросов СО и СН достигается обычно в режимах средних нагрузок.

Большие различия в уровне и характере изменения выбросов в зависимости от состава смеси у дизелей по сравнению с бензиновыми двигателями связаны с иной природой процесса сгорания — у бензинового двигателя с помощью свечи поджигается хорошо перемешанная смесь воздуха и паров топлива, а в дизеле происходит самовоспламенение в факеле распыляемого топлива в зонах с концентрацией топлива около а = 1.

В выхлопных газах дизеля присутствуют, иногда в больших количествах, частицы углерода (сажа). Это происходит из-за наличия зон богатой смеси в струе распыляемого топлива. Сажевыделение дизеля создает характерный черный дым выхлопа и так же, как и другие вещества, ограничивается нормами токсичности. Снижение сажевыделения достигается более ранним впрыском (ограниченным, правда, «жесткостью» сгорания и повышением нагрузок на детали) и ограничением подачи насоса. Среди конструктивных мероприятий следует отметить увеличение скорости впрыска и качества распыливания топлива за счет увеличения давления подачи, а также электронное регулирование подачи. Дымление двигателя резко возрастает при приближении состава смеси к стехиометрическому (а = 1), поэтому дизели, несмотря на то, что вблизи а = 1 мощность и крутящий момент максимальны, имеют ограничение а по пределу дымления. Сравнительно низкий уровень СО, СН и NOx в отработавших газах дизеля не требовал в прошлом установки специальных устройств для снижения токсичности. Однако в последние годы ужесточение норм токсичности коснулось и дизелей — на многих моделях автомобилей с дизельными двигателями уже появились системы снижения токсичности выхлопа, включающие рециркуляцию выхлопных газов, каталитический нейтрализатор и специальный сажевый фильтр.

Методы контроля и нормы допустимой токсичности отработавших газов

Дымность отработавших газов оценивается по оптической плотности отработавших газов, которая представляет собой количество света, поглощенного частицами сажи и другими све-топоглощающими дисперсными частицами, содержащимися в газах. Она определяется по шкале прибора АВТОТЕСТ-01 СО-СН-Т-Д — компактного газоанализатора-дымомера (СО, СН, мин»1, дымность); он представляет собой два прибора в одном, где установлены жидкокристаллические индикаторы с подсветкой, диапазоны измерений: 0—10 % СО, 0—5000 ррт СН, 0—10000 мин»1, 0—10 м_1/0—100% дымность (рис. 4.1, а), или МД-01 — измерителя дымности отработавших газов дизельных двигателей, который работает по принципу просвечивания мерного объема газа. Состоит из оптического блока с рабочей камерой и пульта управления с 4-строчным дисплеем. Выводит протокол измерений на встроенный в пульт принтер и разъем RS-232 для связи с компьютером. Установка нуля и обработка результатов измерений автоматизированы. Эффективная длина просвечивания — 0,43 м. Диапазон измерений 0-10 м-1/0-100 % (рис. 4.1, б). МЕТА-01 MП.01-RS232 — портативный цифровой дымомер с выходом на ПК и принтер (см. рис. 4.1). Этот прибор удобен при труднодоступных системах выпуска отработавших газов. Состоит из приборного блока и оптического датчика. Диапазон измерений: 0—10 м-1/0—100 %. Универсальное электропитание: 12 В, 220 В, и автономно от аккумулятора напряжением 9 В (рис. 4.1, в).

Рис. 4.1. Приборы для измерения дымности дизельных двигателей: а — ABTOTECT-01 СО-СН-Т-Д; б — МД-01; в — META-01 Mn.01-RS232; г -ДО-1; 1 — газоотборники; 2 — измерители со стрелочным индикатором; 3 — аккумулятор

ДО-1 — дымомер для экспресс-контроля отработавших газов дизельных двигателей. Работает по принципу просвечивания мерного объема газа. Состоит из оптического детектора (формирование и просвечивание потока газа) и измерителя со стрелочным индикатором. Шкала прибора линейная (в %). Для перевода в абсолютные значения (м-1) приведен график. Эффективная длина просвечивания 0,43 м, диапазон измерений 0—100 %, электропитание 12 В и 220 В или 24 В и 220 В.

Отбор исследуемых газов осуществляется с помощью газоотборника 7.

Измерение дымности проводится в двух режимах работы двигателя — на холостом ходу и свободного ускорения до максимальной частоты вращения вала. Температура отработавших газов не должна быть ниже 70 °С.

Дымность отработавших газов у автомобилей КамАЗ, МАЗ, КрАЗ, ЗИЛ и их модификаций в режиме свободного ускорения не должна превышать 40 %, а на максимальной частоте вращения — 15 %.

Таблица 4.1. Влияние технического состояния двигателя и автомобиля на расход топлива и токсичность ОГ*

Изменение параметра

Увеличение относительно нормы, %

расход топлива

выброс СО

выброс СХНУ

Увеличение пропускной способности главных жикле­ров на 10 %

6—7

Повышение уровня в поплавковой камере на 4 мм

2—4

36—40

Неплотности посадки клапана экономайзера

100—500

Преждевременное включение клапана экономайзера

15—17

Засорение воздушного фильтра

9—10

150—200

130—190

Неправильная регулировка системы холостого хода

30—35

100—150

Отклонение зазора в контактах прерывателя на 0,2 мм от нормы

7—8

200—300

Отклонение зазора в свечах на 0,2 мм от нормы

3—5

Отказ одной свечи зажигания

20—30

500—900

Отклонение угла опережения зажигания на Г

0,3-1,0

Отклонение зазоров в клапанном механизме на 0,2 мм от нормы

7—8

Нарушение регулировки ТНВД дизельных двигателей

5—25

5—50

5—25

Неисправность форсунок

10—20

25—50

50—100

Неправильная затяжка подшипников ступиц колес

6—7

Неправильная затяжка подшипников редуктора задне­го моста

Снижение давления в шинах на 10—15 % от нормы

Отклонение схождения колес на 1 мм от нормы

3—4

Снижение температуры охлаждающей жидкости в дви­гателе на 10°С

2—3

* ОГ — отходящие газы (по данным НПО «Экосистема» и др.).

В 1992 г. Россия присоединилась к международному Соглашению по экологическим требованиям Правил ЕЭК ООН, что создало правовую основу для контроля по их выполнению со стороны государства.

В табл. 4.2 приведены нормы на содержание основных вредных веществ в отработавших газах.

Таблица 4.2. Нормы содержания вредных веществ в отработавших газах, г/(кВт ч)

Правила ЕЭС

Год введения

СО

СН

Твердые частицы

ECR R 49.00

3,5

Не регламентировано

Евро-0

14,4

11,2

2,5

То же

Евро-1

4,5

1,1

0,36

Евро-2

1,1

0,15

Евро-3

5,0

2,0

0,6

0,1

В России также принят ряд законов, направленных на усиление охраны окружающей среды и ужесточение контроля по их исполнению.

Закон Российской Федерации об охране окружающей среды принят и введен в действие в декабре 1991 г. Закон состоит из 15 разделов и 94 статей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *